DE112014007112T5

DE112014007112T5 - Numerisch gesteuerte Vorrichtung

Info

Publication number: DE112014007112T5
Application number: DE112014007112.9T
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Watanabe; Yuki Hirata; Masakazu Sagasaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2034-10-29
Also published as: WO2016067371A1; CN107073611B; JP5826444B1; JPWO2016067371A1; CN107073611A; DE112014007112B4

Abstract

Es wird eine numerisch gesteuerte Vorrichtung (1) bereitgestellt, welche ein Schneidwerkzeug und ein bearbeitetes Objekt relativ zueinander bewegt, um an dem bearbeiteten Objekt Gewindeschneiden durchzuführen. Die Vorrichtung weist eine Antriebseinheit (10), um eine Hauptwelle zum Rotieren des bearbeiteten Objekts, eine erste Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug entlang einer Richtung senkrecht zu einer Gewinderichtung eines durch Schneiden zu formenden Gewindes relativ zu dem bearbeiteten Objekt führend zu bewegen, und eine zweite Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug entlang der Gewinderichtung relativ zu dem bearbeiteten Objekt führend zu bewegen, zu steuern; ein Schwingungsmittel (482, 483), um Schwingung, welche eine Zurück- und Vorwärts-Führungsbewegung ist, auf eine Bewegung der ersten Antriebsachse zu überlagern; und eine Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit (484) auf, welche die Antriebseinheit dazu veranlasst, die Schwingung zu beenden, bevor ein verbleibender Abstand in Gewinderichtung, welcher ein Betrag der Bewegung ist, der für die zweite Antriebsachse erforderlich ist, um die Endposition des Gewindeschneidens zu erreichen, null wird, während das Gewindeschneiden fortgesetzt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Vorrichtung, welche eine Relativbewegung eines Werkstücks und eines Werkzeugs zum Bearbeiten des Werkstücks steuert.
Hintergrund
Herkömmlicherweise wurden numerisch gesteuerte Vorrichtungen zum Drehen vorgeschlagen, welche eine Schneidwerkzeug-Führungseinrichtung, welche ein Schneidwerkzeug relativ zu einem Werkstück führt, und eine Steuereinrichtung aufweisen, welche einen Schneidwerkzeug-Führungs-Antriebsmotor steuert, um das Schneidwerkzeug mit einer niedrigen Frequenz in Schwingung zu versetzen (siehe Patentliteratur 1 bis 3). Bei diesen numerisch gesteuerten Vorrichtungen weist die Steuereinrichtung auf: ein Betätigungsmittel, das diverse Einstellungen vornimmt; ein Schwingungs-Schneid-Information-Speichermittel, in welchem vorab in der Form einer Tabelle wenigstens eines von einem Vorschubbetrag (Betrag des Vorschubs), einem Rückschubbetrag (Betrag des Rückschubs), einer Vorschubgeschwindigkeit und einer Rückschubgeschwindigkeit der Schneidwerkzeug-Führungseinrichtung in Übereinstimmung mit der Massenträgheit der Führungsachse oder mit Maschinencharakteristika wie beispielsweise einer Motorcharakteristik als Daten gespeichert sind, mit denen das Schneidwerkzeug bei einer niedrigen Frequenz von 25 Hz oder höher betrieben werden kann, um synchron entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Werkstücks oder des durch die Betätigungsmittel eingestellten Führungsmaßes des Schneidwerkzeugs pro Drehung des Schneidwerkzeugs geführt zu werden; und ein Motorsteuermittel, welches den Schneidwerkzeug-Führungs-Antriebsmotor basierend auf den in den Schwingungs-Schneid-Information-Speichermitteln gespeicherten Daten steuert. Somit werden Vorschub und Rückschub entlang eines interpolierten Pfades wiederholt, wodurch niederfrequente Schwingung erzeugt wird. Weiter wurde eine Technik zum Überlagern von Schwingung einer vorgegebenen Winkelrichtung bei der Kontursteuerung (englisch: outline control) offenbart (siehe Patentliteratur 4).
Liste der Zitierungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentschrift Nr. 5033929
Patentliteratur 2: Japanische Patentschrift Nr. 5139591
Patentliteratur 3: Japanische Patentschrift Nr. 5139592
Patentliteratur 4: Japanische Patentschrift Nr. 4293132

Zusammenfassung
Technisches Problem
Die vorstehenden herkömmlichen Techniken offenbaren jedoch keine Steuerung, um beim Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung, bei welchem die Kontursteuerung und die Drehungsphase der Hauptwelle synchron gesteuert werden, eine Schwingung in eine Richtung senkrecht zu einer Gewinderichtung (englisch: thread lead direction) zu überlagern.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Tatsache gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine numerisch gesteuerte Vorrichtung bereitzustellen, welche beim Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung zum Zeitpunkt der Vollendung des Gewindeschneidens eine Beendigungs-Betätigung durchführen kann.
Lösung des Problems
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, bewegt eine numerisch gesteuerte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schneidwerkzeug und ein bearbeitetes Objekt relativ zueinander, um an dem bearbeiteten Objekt Gewindeschneiden durchzuführen. Die Vorrichtung umfasst: eine Antriebseinheit, um eine Hauptwelle zum Drehen des bearbeiteten Objektes, eine erste Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug entlang einer Richtung senkrecht zu einer Gewinderichtung eines durch Schneiden zu formenden Gewindes relativ zu dem bearbeiteten Objekt führend zu bewegen, und eine zweite Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug entlang der Gewinderichtung relativ zu dem bearbeiteten Objekt führend zu bewegen, zu steuern; ein Schwingungsmittel/Vibrationsmittel, um eine Schwingung/Vibration, welche eine Zurück- und Vorwärts-Führungsbewegung ist, auf eine Bewegung der ersten Antriebsachse zu überlagern; und eine Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit/Gewindeschneid-Schwingungsabschluss-Anpasseinheit (englisch: Thread cutting completion vibration adjusting unit), um die Antriebseinheit dazu zu veranlassen, die Schwingung zu beenden, bevor ein verbleibender Abstand in Gewinderichtung, welcher ein Betrag der Bewegung ist, die für die zweite Antriebsachse erforderlich ist, um die Endposition des Gewindeschneidens zu erreichen, null wird, während das Gewindeschneiden fortgesetzt wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die numerisch gesteuerte Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt die Wirkung, dass sie dazu in der Lage ist, zu einem Zeitpunkt des Abschlusses des Gewindeschneidens beim Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung eine Beendigungs-Betätigung durchzuführen.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine Blockdarstellung, welche einen beispielhaften Aufbau einer numerisch gesteuerten Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Darstellung, welche den Fall zeigt, in dem in der ersten Ausführungsform nur ein Werkzeug in Z- und X-Achsen-Richtungen bewegt wird.
3 ist eine Darstellung, welche den Fall zeigt, in dem in der ersten Ausführungsform ein bearbeitetes Objekt in eine Z-Achsen-Richtung bewegt wird, während das Werkzeug in eine X-Achsen-Richtung bewegt wird.
4 ist eine Darstellung, welche in der ersten Ausführungsform den Weg zum Durchführen des Gewindeschneidens in zeigt.
5 ist eine Darstellung, welche in der ersten Ausführungsform den Bewegungspfad des Werkzeugs relativ zu einem zu bearbeitenden Objekt, welches eine Schrauben-Entlastungsrille (englisch: screw relief groove) aufweist, zeigt.
6 ist eine Darstellung, welche in der ersten Ausführungsform einen Weg zum Formen einer Gewindenut mittels der Gewindeschneidbetätigung von 5 zeigt.
7 ist eine Darstellung, welche in der ersten Ausführungsform den Bewegungspfad des Werkzeugs relativ zu einem zu bearbeitenden Objekt, welches keine Schrauben-Entlastungsrille aufweist, zeigt.
8 ist eine Darstellung, welche in der ersten Ausführungsform den Weg zum Formen einer Gewindenut mittels der Gewindeschneidbetätigung von 7 zeigt.
9 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Abschrägens in der ersten Ausführungsform.
10 ist eine Darstellung zum Erläutern des Wegs der Überlagerung von Schwingung auf das Gewindeschneiden in der ersten Ausführungsform.
11 ist eine Darstellung, in welcher in der ersten Ausführungsform Betätigungsverfahren gemäß „Betätigung bis zum Gewindeschneidbefehl-Endpunkt“, „Betätigung am Gewindeschneidbefehl-Endpunkt“, und „Beendigungs-Betätigung“ in A bis F klassifiziert werden.
12 ist eine Darstellung, die einen Teil des Bearbeitungsprogramms für ein Beispiel einer Betätigung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine Darstellung, die einen Programmbefehlspfad vor einer Überlagerung von Schwingung am Beispiel der Betätigung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
14 ist eine Darstellung, welche einen Teil des Bearbeitungsprogramms für ein Beispiel einer Betätigung 2 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
15 ist eine Darstellung, die einen Programmbefehlspfad vor einer Überlagerung von Schwingung am Beispiel der Betätigung 2 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Betätigungsverfahrens A am Beispiel der Betätigung 1 in der zweiten Ausführungsform.
17 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens A am Beispiel der Betätigung 2 in der zweiten Ausführungsform.
18 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Betätigungsverfahrens C am Beispiel der Betätigung 1 in der dritten Ausführungsform.
19 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens C am Beispiel der Betätigung 2 in der dritten Ausführungsform.
20 ist eine Darstellung zum Erläutern eines modifizierten Beispiels des Betätigungsverfahrens C im Beispiel der Betätigung 1 in der dritten Ausführungsform.
21 ist eine Darstellung zum Erläutern des modifizierten Beispiels des Betätigungsverfahrens C im Beispiel der Betätigung 2 in der dritten Ausführungsform.
22 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Betätigungsverfahrens B am Beispiel der Betätigung 1 in der vierten Ausführungsform.
23 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens B am Beispiel der Betätigung 2 in der vierten Ausführungsform.
24 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Betätigungsverfahrens D am Beispiel der Betätigung 1 in der fünften Ausführungsform.
25 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens D am Beispiel der Betätigung 2 in der fünften Ausführungsform.
26 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Betätigungsverfahrens E am Beispiel der Betätigung 1 in der sechsten Ausführungsform.
27 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens E am Beispiel der Betätigung 2 in der sechsten Ausführungsform.
28 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Betätigungsverfahrens F am Beispiel der Betätigung 1 in der siebten Ausführungsform.
29 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens F am Beispiel der Betätigung 2 in der siebten Ausführungsform.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen numerisch gesteuerte Vorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert erläutert. Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Blockdarstellung, welche einen beispielhaften Aufbau einer numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die numerisch gesteuerte Vorrichtung 1 weist eine Antriebseinheit 10, welche wenigstens eines von einem bearbeiteten Objekt und einem Werkzeug antreibt, eine Eingabeeinheit 20, die durch Eingabemittel gebildet wird, eine Anzeigeeinheit 30 welche durch Anzeigemittel gebildet wird, und eine arithmetische Steuereinheit 40, welche ein Bearbeitungsprogramm analysiert, um eine Interpolations-Verarbeitung durchzuführen, auf.
Die Antriebseinheit 10 ist die Einrichtung, welche eines oder beide von einem bearbeiteten Objekt und einem Werkzeug in wenigstens zwei Achsen-Richtungen antreibt. Die Antriebseinheit 10 treibt und kontrolliert wenigstens eine X-Achse, welche eine erste Antriebsachse ist, und eine Z-Achse, welche eine zweite Antriebsachse ist. Die Antriebseinheit 10 umfasst: einen Servomotor 11, welcher das bearbeitete Objekt oder das Werkzeug in die in der numerisch gesteuerten Vorrichtung 10 festgelegten Achsen-Richtungen bewegt; einen Detektor 12, der die Position und Geschwindigkeit des Servomotors 11 detektiert; und eine X-Achsen-Servo-Steuereinheit 13X und eine Z-Achsen-Servo-Steuereinheit 13Z für die Achsen-Richtungen, welche die Position und Geschwindigkeit des bearbeiteten Objekts oder des Werkzeugs basierend auf der durch den Detektor 12 detektierten Position und Geschwindigkeit steuern. Man beachte, dass auf die X-Achsen-Servo-Steuereinheit 13X und die Z-Achsen-Servo-Steuereinheit 13Z im Folgenden einfach als Servo-Steuereinheit 13 Bezug genommen wird, wenn es nicht erforderlich ist, die Richtungen der Antriebsachsen zu unterscheiden. Die numerisch gesteuerte Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bewegt das Werkzeug und das bearbeitete Objekt relativ zueinander entlang eines Bewegungspfades in Bezug auf diese Antriebsachsen, welche durch das Werkzeug oder das bearbeitete Objekt bereitgestellt werden, während diese in Schwingung versetzt werden, um das bearbeitete Objekt zu bearbeiten.
Die Antriebseinheit 10 umfasst weiter einen Hauptwellenmotor 14, der eine Hauptwelle, welche das bearbeitete Objekt hält, rotiert, einen Detektor 15, welcher die Position und Drehgeschwindigkeit des Hauptwellenmotors 14 detektiert, und eine Hauptwellen-Steuereinheit 16, welche die Rotation der Hauptwelle basierend auf der durch den Detektor 15 detektierten Position und Drehgeschwindigkeit steuert.
Die Eingabeeinheit 20 wird durch Eingabemittel wie beispielsweise eine Tastatur, einen Knopf oder eine Maus gebildet, und ein Benutzer gibt Befehle, ein Bearbeitungsprogramm, Parameter, oder dergleichen in die numerisch gesteuerte Vorrichtung 1 ein. Die Anzeigeeinheit 30 wird durch Anzeigemittel wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gebildet und stellt Informationen dar, die durch die arithmetische Steuereinheit 40 bearbeitet werden.
Die arithmetische Steuereinheit 40 umfasst eine Eingabe-Steuereinheit 41, eine Dateneinstelleinheit 42, eine Speichereinheit 43, eine Bildschirm-Verarbeitungseinheit 44, eine Analyse-Verarbeitungseinheit 45, eine Maschinensteuersignal-Verarbeitungseinheit 46, eine SPS-(speicherprogrammierbare Steuerung; englisch: PLC = Programmable Logic Controller)-Schaltung 47, eine Interpolations-Verarbeitungseinheit 48, eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungseinheit 49 und eine Achsdaten-Ausgabeeinheit 50.
Die Eingabe-Steuereinheit 41 nimmt über die Eingabeeinheit 20 eingegebene Informationen an. Die Dateneinstelleinheit 42 veranlasst die Speichereinheit 43 dazu, die durch die Eingabe-Steuereinheit 41 angenommenen Informationen zu speichern. Wenn beispielsweise der eingegebene Inhalt auf eine Editierung des Bearbeitungsprogramms 432 gerichtet ist, sorgt die Eingabe-Steuereinheit 41 dafür, dass sich der editierte Inhalt in dem in der Speichereinheit 43 gespeicherten Bearbeitungsprogramm 432 niederschlägt, und wenn Parameter eingegeben werden, speichert sie diese in dem Speicherbereich für Parameter 431 der Speichereinheit 43.
Die Speichereinheit 43 speichert Informationen wie beispielsweise Parameter 431, die bei der Verarbeitung durch die arithmetische Steuereinheit 40 verwendet werden, das auszuführende Bearbeitungsprogramm 432, und Bildschirmanzeigendaten 433, welche auf der Anzeigeeinheit 30 anzuzeigen sind. Weiter ist in der Speichereinheit 43 ein gemeinsamer Bereich 434 vorgesehen, um temporär verwendete Daten, welche andere sind als die Parameter 431 und das Bearbeitungsprogramm 432, zu speichern. Die Bildschirm-Verarbeitungseinheit 444 führt eine Steuerung durch, um die Bildschirmanzeigedaten 433 in der Speichereinheit 43 auf der Anzeigeeinheit 30 anzuzeigen.
Die Analyse-Verarbeitungseinheit 45 umfasst: eine Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit 451, welche das Bearbeitungsprogramm 432, welches einen oder mehrere Blöcke umfasst, liest und dass das gelesene Bearbeitungsprogramm 432 blockweise analysiert, um einen Bewegungspfad und eine Führungsgeschwindigkeit auszulesen, um einen Bewegungsbefehl für eine Bewegung in einem Block zu erzeugen; und eine Schwingungsbefehl-Analyseeinheit 552, welche analysiert, ob in dem Bearbeitungsprogramm 432 ein Schwingungsbefehl enthalten ist, und, falls einer enthalten ist, Schwingungsbedingungen erzeugt, die in dem Schwingungsbefehl enthalten sind. Die durch die Schwingungsbefehl-Analyseeinheit 452 erzeugten Schwingungsbedingungen umfassen beispielsweise die Amplitude einer niederfrequenten Schwingung.
Wenn die Analyse-Verarbeitungseinheit 45 einen Hilfsbefehl einliest, welches ein Befehl ist, um die Maschine zu einer Betätigung zu veranlassen, welcher anders als Befehle ist, um eine Betätigung der Antriebachsen, welche numerisch gesteuerte Achsen sind, zu veranlassen, benachrichtigt die Maschinensteuersignal-Verarbeitungseinheit 46 die SPS-Schaltung 47, dass ein Hilfsbefehl ergangen ist. Wenn von der Maschinensteuersignal-Verarbeitungseinheit 46 eine Benachrichtigung empfangen wird, dass der Hilfsbefehl ergangen ist, führt die SPS-Schaltung 47 eine dem ergangenen Hilfsbefehl entsprechenden Verarbeitung aus.
Die Interpolations-Verarbeitungseinheit 48 umfasst: eine Bewegungsbefehlsbetrag-Berechnungseinheit 481, welche unter Verwendung des durch die Analyse-Verarbeitungseinheit 45 analysierten Bewegungsbefehls einen Bewegungsbefehlsbetrag berechnet, welcher ein Bewegungsbetrag ist, um welchen in einer Bearbeitungsperiode, welche eine gesteuerte Periode der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 ist, bei einer angegebenen Führungsgeschwindigkeit zu bewegen ist; eine Schwingungsbewegungsbetrag-Berechnungseinheit 442, die einen Schwingungsbewegungsbetrag berechnet, welcher ein Betrag ist, um welchen während einer Bearbeitungsperiode zu bewegen ist, um das Werkzeug oder das bearbeitete Objekt in Schwingung zu versetzen; eine Bewegungsbetrag-Überlagerungseinheit 483, welche einen überlagerten Bewegungsbetrag berechnet, der durch Überlagerung des Bewegungsbefehlsbetrags pro Bearbeitungsperiode auf den Schwingungsbewegungsbetrag pro Bearbeitungsperiode erhalten wird; und eine Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484, welche die Schwingung zum Zeitpunkt der Vollendung des Gewindeschneidens anpasst. Die Bearbeitungsperiode wird auch als Interpolationsperiode bezeichnet.
Die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungseinheit 49 wandelt den für jede Antriebachse von der Interpolations-Verarbeitungseinheit 48 ausgegebenen überlagerten Bewegungsbetrag in einen Befehl für die Bewegung pro Bearbeitungsperiode um, in welchem eine Beschleunigung / Verzögerung gemäß einem vorher festgelegten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster berücksichtigt wird. Die Achsendaten-Ausgabeeinheit 50 gibt den von der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungseinheit 49 verarbeiteten Befehl für die Bewegung pro Bearbeitungsperiode an die X-Achsen-Servo-Steuereinheit 13X, die Z-Achsen-Servo-Steuereinheit 13Z und die Haupt-Achsen-Steuereinheit 16 aus, welche die jeweiligen Antriebsachsen steuern.
Um eine Bearbeitung durchzuführen, während das Werkzeug oder das bearbeitete Objekt in Schwingung versetzt wird, sollten das bearbeitete Objekt und das Schneidwerkzeug während der Bearbeitung relativ zueinander bewegt werden, wie vorstehend beschrieben. 2 und 3 sind Darstellungen, welche schematisch den Aufbau der Achsen der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, welche ein Drehen durchführt, zeigen. In den Ebenen der 2 und 3 werden zueinander orthogonale Z- und X-Achsen bereitgestellt. 2 zeigt den Fall, in dem lediglich ein Werkzeug 62, z. B. ein Schneidwerkzeug, mit welchem ein Drehen durchzuführen ist, in Z- und X-Achsen-Richtungen bewegt wird, wohingegen das bearbeitete Objekt 61 feststeht. 3 zeigt den Fall, in welchem das bearbeitete Objekt 61 in eine Z-Achsen-Richtung bewegt wird, während das Werkzeug in eine X-Achsen-Richtung bewegt wird. In jedem der Fälle der 2 und 3 ist es durch das Bereitstellen des Servomotors 11 für beide oder für eines von dem Objekt 61 und dem Werkzeug 62, welches die zu bewegenden Objekte sind, und durch das Bereitstellen des Hauptachsenmotors 14 für das Objekt 61 möglich, den nachfolgend beschriebenen Gewindeschneidvorgang mit niederfrequenter Schwingung durchzuführen.
Als erstes wird ein Gewindeschneiden ohne niederfrequente Schwingung geschrieben. 4 ist eine Darstellung, welche einen Weg zum Durchführen von Gewindeschneiden zeigt. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Z-Achse eine Gewindeachse ist, das heißt eine Führungsachse, um sich entlang einer Gewinderichtung des zu bildenden Gewindes zu bewegen, und die X-Achse eine Führungsachse ist, um sich in einer Richtung senkrecht zur Gewindeachse zu bewegen. Die Gewinderichtung ist in eine Richtung der Drehachse der Hauptwelle orientiert.
Wie in 4 dargestellt, wird das bearbeitete Objekt 61 durch die Drehung der Hauptwelle gedreht, und bewegt sich das Werkzeug 62 in die Z-Achsen-Richtung, welches die Gewinderichtung ist. Beim Gewindeschneiden wird ein Gewinde üblicherweise durch Synchronisieren der Positionen der Führungsachse der Z-Achsen-Richtung und der Drehungsphase der Hauptwelle bearbeitet. Wenn sowohl die Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle und die Bewegungsgeschwindigkeit in Z-Achsen-Richtung konstant sind, werden Gewindenuten mit gleichen Ganghöhen gebildet.
5 ist eine Darstellung, welche den Bewegungspfad des Werkzeugs 62 relativ zu einem Objekt 61, welches eine Schrauben-Entlastungsrille 65 aufweist, zeigt. 6 ist eine Darstellung, welche einen Weg des Formens einer Gewindenut durch die Gewindeschneidbetätigung von 5 zeigt. Wenn in dem Objekt 61 wie in 6 eine Schrauben-Entlastungsrille 65 vorgesehen ist, kann an dem Endpunkt des Gewindeschneidpfads bis zum Ende des Gewindes ein vollständiges Gewinde sichergestellt werden.
7 ist der Darstellung, welche den Bewegungspfad des Werkzeugs 62 relativ zu dem Objekt 61, welches keine Schrauben-Entlastungsrille 65 aufweist, zeigt. 8 ist eine Darstellung, welche den Weg des Bildens einer Gewindenut durch die Gewindeschneidbetätigung von 7 zeigt. Wenn in dem Objekt 61 keine Schrauben-Entlastungsrille 65 vorhanden ist, wie es in 8 gezeigt ist, nimmt das Objekt 61 eine Form an, in welcher die Gewindenut im Bereich des Endabschnitts des Gewindeschneidpfads graduell weniger tief wird. Das bedeutet, dass aufgrund des Beendigens ein unvollständiger Gewindeabschnitt gebildet wird.
Um die Form des unvollständigen Gewindeabschnitts festzulegen, wird, wie in 9 dargestellt, ein Abschrägen durchgeführt. Das Abschrägen ist ein Bearbeiten, um den Gewindeschneidpfad des Werkzeugs 62 dazu zu veranlassen, kontinuierlich eine Endbearbeitung in eine schräge Richtung durchzuführen. Um jedoch den unvollständigen Gewindeabschnitt zu minimieren, kann ein Befehl ausgegeben werden, eine Beendigungs-Betätigung ohne ein Abschrägen am Endpunkt des Gewindeschneidens durchzuführen. Auch wenn im Folgenden die Beschreibung eines Beispiels für den Fall erfolgt, in welchem die Beendigungs-Betätigung ohne ein Abschrägen im Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung durchgeführt wird, kann die gleiche Betätigung auch im Falle einer Beendigungs-Betätigung nach mit Abschrägen durchgeführt werden.
Im Folgenden wird der Fall beschrieben, in welchem eine niederfrequente Schwingung auf das Gewindeschneiden überlagert wird. 10 ist eine Darstellung zum Erläutern eines Weges zum Überlagern von Schwingung auf die X-Achsen-Richtung beim Gewindeschneiden. Wie in 10 dargestellt, wird bei der Gewindeschneidbetätigung eine Schwingung, welche eine Zurück- und Vorwärts-Führungsbewegung entlang der X-Achsen-Richtung senkrecht zu der Gewinderichtung ist, auf eine Bewegung des Werkzeugs 62 in Richtung der Z-Achsen-Richtung, welche die Gewinderichtung ist, überlagert. Die Überlagerung der Schwingung in der X-Achsen-Richtung wird durch Schwingungsmittel durchgeführt, welche die Schwingungsbewegungsbetrag-Berechnungseinheit 482 und die Bewegungsbetrag-Überlagerungseinheit 483 umfassen. In der folgenden Beschreibung sind, wo Gewindenuten mit gleicher Ganghöhe geformt werden, sowohl die Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle als auch die Bewegungsgeschwindigkeit in die Z-Achsen-Richtung konstant, d. h. ein vorgegebenes Geschwindigkeitsverhältnis wird beibehalten.
Wenn Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung durchgeführt wird, wird eine Führungsbewegung der Z-Achse, welche die Gewindeachse ist, synchron mit der Drehung der Hauptwelle durchgeführt, und in einem Fall, in dem eine Bewegung entlang der X-Achse zusätzlich involviert ist, um ein Kegelgewinde oder dergleichen zu bearbeiten, wird die Führungsbewegung mit einer interpolierten Bewegung entlang der X-Achse bezogen auf die Führungsbewegung der Z-Achse durchgeführt, und wird weiter eine Schwingung in einem vorgegebenen Verhältnis zu der Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle auf die Führungsbewegung in die X-Achsen-Richtung überlagert. Eine relative Schwingung des Werkzeugs 62 und des bearbeiteten Objektes 61 wird durch die Antriebssteuerung der X-Achse realisiert. Die X-Achse, die Z-Achse und die Hauptwelle werden durch die Antriebseinheit 10 angetrieben. Dies wird im Folgenden anhand eines Beispiels für den Fall beschrieben, in welchem beim Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung kein Befehl für eine Führungsbewegung der X-Achse ergeht.
Die numerisch gesteuerte Vorrichtung 1 führt an der Endposition des Gewindeschneidbefehls eine Betätigung des Beendens der Schwingung durch, um bezogen auf den Programmbefehl keine Positionsabweichung zu verursachen. Während für die Betätigung eine Vielzahl von Betätigungsverfahren denkbar sind und im Nachfolgenden beschrieben werden, kann das angewendete Betätigungsverfahren durch die numerisch gesteuerte Vorrichtung 1 vorgegeben sein, oder durch einen Parameter 431, das Bearbeitungsprogramm 432 oder andere Mittel bezeichnet sein.
Wenn die Betätigungen, in welchen die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung zu beenden, um am Gewindeende bezogen auf den Programmbefehl keine Positionsabweichungen zu verursachen, grob klassifiziert werden, können die folgenden Verfahren in Abhängigkeit von dem verbleibenden Abstand in Gewinderichtung, welcher der Betrag der Bewegung bis zur Gewindeschneidendposition entlang der Z-Achse ist, erdacht werden.

(1) Ein Verfahren, welches die Schwingung beendet, bevor die durch den Gewindeschneidbefehl angegebene Gewindeschneidendposition erreicht wird, welches die Position ist, an welcher der verbleibende Abstand in Gewinderichtung null ist, so dass die Form des Gewinde-Endabschnitts die gleiche ist wie die Form des Gewindes, welches ohne überlagerte Schwingung bearbeitet wird.
(2) Ein Verfahren, welches die Schwingung bis zu der durch den Gewindeschneidbefehl angegebenen Gewindeschneidendposition, welches die Position ist, an welcher der verbleibende Abstand in Gewinderichtung null ist, aufrechterhält.

11 ist eine Darstellung, in welcher die Betätigungsverfahren gemäß „Betätigung bis zum Gewindeschneidbefehl-Endpunkt“, „Betätigung am Gewindeschneidbefehl-Endpunkt“ und „Beendigungs-Betätigung“ in A bis F klassifiziert werden. Die Betätigungsverfahren A bis F können grob gemäß der „Betätigung bis zum Gewindeschneidbefehl-Endpunkt“ in zwei Verfahren klassifiziert werden: Die Schwingung vor dem Endpunkt zu beenden, und die Schwingung bis zum Endpunkt beizubehalten, wie es vorstehend durch (1) und (2) gezeigt ist. Das Betätigungsverfahren A ist eines gemäß dem vorstehenden Art (1) und die Betätigungsverfahren B bis F sind welche von dem vorstehenden Art (2).
Somit ist mit der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform eine Beendigungs-Betätigung zum Zeitpunkt des Abschlusses Gewindeschneidens beim Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung möglich.
In den nachfolgenden zweiten bis siebten Ausführungsformen werden die Betätigungsverfahren A bis F detailliert beschrieben. Bevor die Betätigungsverfahren A bis F detailliert beschrieben werden, werden zwei Beispiele von Betätigungen 1 und 2, welche in den Beschreibungen der zweiten Ausführungsform bis zu der siebten Ausführungsform verwendet werden, beschrieben.
12 ist eine Darstellung, welche einen Teil des Bearbeitungsprogramms 432 am Beispiel der Betätigung 1 zeigt. Die erste Zeile in 12 gibt einen Befehl eines Schwingungs-Gewindeschneid-Modus an; die zweite Zeile gibt einen Gewindeschneidmodus an; und die dritte Zeile gibt einen Beendigungs-Befehl an. „W10.0“ in der zweiten Zeile von 12 gibt eine relative Bewegung um 10,0 mm in die Z-Achsen-Richtung als Gewindeschneid-Befehlspfad an, und „U3.0“ in der dritten Zeile gibt eine relative Bewegung um 3,0 mm in die X-Achsen-Richtung als Beendigungs-Befehlspfad an. 13 ist eine Darstellung, in welcher ein Programmbefehlspfad vor einer Überlagerung von Schwingung am Beispiel der Betätigung 1 gezeigt ist.
14 ist eine Darstellung, welche ein Teil des Bearbeitungsprogramms 432 am Beispiel der Betätigung 2 zeigt. Die erste Zeile in 14 bezeichnet einen Befehl eines Schwingungs-Gewindeschneid-Modus; die zweite Zeile bezeichnet einen Gewindeschneidbefehl; und die dritte Zeile bezeichnet den Beendigungs-Befehl. „W10.0“ in der zweiten Zeile von 14 gibt eine relative Bewegung von 10,0 mm in die Z-Achsen-Richtung als den Gewindeschneidbefehlspfad an; „U3.0“ in der dritten Zeile gibt eine relative Bewegung von 3,0 mm in die X-Achsen-Richtung an; und „W2.0“ gibt eine relative Bewegung von 2,0 mm in die Z-Achsen-Richtung an. 15 ist eine Darstellung, welche einen Programmbefehlspfad vor einer Überlagerung von Vibrationen am Beispiel der Betätigung 2 zeigt. Den Befehl in der dritten Zeile von 14 wiedergebend ist der Beendigungs-Befehlspfad von 15 ein Pfad in einer schrägen Richtung, entlang welcher sich sowohl in die Z-Achsen-Richtung als auch in die X-Achsen-Richtung zu bewegen ist.
Die vorstehend genannten Bearbeitungsprogramme 432 der 12 und 14 beschreiben nicht die Unterschiede zwischen den Betätigungsverfahren A bis F. Wie zuvor angemerkt, können die Betätigungsverfahren A bis F in der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 als auszuführend vorgegeben sein, oder sie können durch einen Parameter 431 oder an einem anderen Ort in dem Bearbeitungsprogramm 432 als auszuführend angegeben sein.
Zweite Ausführungsform
In der zweiten Ausführungsform wird das Betätigungsverfahren A beschrieben, welches dasjenige ist, welches die Schwingung beendet, bevor die Gewindeschneidbefehl-Endposition, welches die Endposition des Gewindeschneidens ist, erreicht wird, so dass die Form des Gewinde-Endabschnitts die gleiche ist, wie die Form eines ohne Überlagerung von Schwingung bearbeiteten Gewindes. Wenn die Führungsgeschwindigkeit in die Z-Achsen-Richtung vorgegeben ist, und eine Schwingung in X-Achsen-Richtung mit einem vorgegebenen Zyklus überlagert wird, wird der Abstand, über welchen sich in einem Zyklus der Schwingung in die Z-Achsen-Richtung zu bewegen ist, bestimmt. In der zweiten Ausführungsform wird beispielsweise die Überlagerung von Schwingung zu einem Zeitpunkt, in dem der Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung aufgrund der Schwingung, welche dem Befehlspfad überlagert wird, null wird, beendet, wenn der Abstand in die Z-Achsen-Richtung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition, welches die Endposition des Gewindeschneidens ist, geringer als der Abstand in die Z-Achsen-Richtung, ist, über welchen sich während eines Zykluseses der Schwingung zu bewegen ist.
16 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahren A am Beispiel der Betätigung 1. Der Pfeil in gestrichelter Linie zeigt den in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Das Betätigungsverfahren A ist ein Verfahren, welches die Schwingung beendet, bevor die Endposition des Gewindeschneidens beim Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung erreicht wird. Genauer gesagt veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10, wie es in 16 dargestellt ist, zu einem Zeitpunkt, in dem die Schwingungsphase 0° ist, was bedeutet, dass der Betrag der Schwingung in die X-Achsen-Richtung aufgrund der Schwingung, welcher dem Befehlspfad überlagert ist, null ist, dazu, das Gewindeschneiden mit Überlagerung von Schwingung vorzuführen, wie es durch (1) von 16 bezeichnet ist, bis der verbleibende Abstand bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition, welches die Endposition des Gewindeschneidens ist, weniger als der Abstand in Z-Achsen-Richtung ist, über welchen sich in einem Zyklus der Schwingung zu bewegen ist. Dann veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 184 zu einem Zeitpunkt, welcher in 16 durch (2) bezeichnet ist, wenn die Schwingungsphase 0° ist, was bedeutet, dass der Betrag der überlagerten Schwingung in die X-Achsen-Richtung null ist, und wenn der verbleibende Abstand bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition kleiner als der Abstand in die Z-Achsen-Richtung ist, über welchen sich während eines Zyklus der Schwingung zu bewegen ist, die Antriebseinheit 10 dazu, die Überlagerung der Schwingung zu beenden. Danach führt sie wie in 16 durch (3) bezeichnet ein Gewindeschneiden ohne eine Überlagerung von Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition durch. Danach führt sie die Beendigungs-Betätigung entlang des Programmbefehlspfads durch, wie es in 16 durch (4) bezeichnet ist.
17 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens A am Beispiel der Betätigung 2. Der Pfeil in gestrichelter Linie stellt den in 15 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung dar. Wie in der Ausführungsform von 16 veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 zu einem Zeitpunkt, in dem die Schwingungsphase 0° ist, was bedeutet, dass der Betrag der Schwingung in die X-Achsen-Richtung aufgrund der Schwingung, welche dem Befehlspfad überlagert ist, null ist, dazu, das Gewindeschneiden mit überlagerter Schwingung vorzuführen, wie es in 17 durch (1) bezeichnet ist, bis der verbleibende Abstand zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition weniger als der Abstand in die Z-Achsen-Richtung ist, über welchen sich während eines Zyklus der Schwingung zu bewegen ist. Zu diesem Zeitpunkt, der in 17 durch (2) bezeichnet ist, veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu, die Überlagerung von Schwingung zu beenden, wenn die Schwingungsphase 0° ist, was bedeutet, dass der Betrag der überlagerten Schwingung in die X-Achsen-Richtung null ist, und wenn der verbleibende Abstand bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition kleiner als der Abstand in die Z-Achsen-Richtung ist, über welchen sich während eines Zyklus der Schwingung zu bewegen ist. Danach führt sie ein Gewindeschneiden ohne eine Überlagerung von Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition durch, wie es in 17 durch (3) bezeichnet ist. Danach führt sie eine Beendigungs-Betätigung entlang des Programmbefehlspfades durch, wie es in 17 durch (4) bezeichnet ist.
Mit der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform kann die gleiche Beendigungs-Betätigung wie beim Gewindeschneiden ohne Schwingung realisiert werden.
Dritte Ausführungsform
In der dritten Ausführungsform wird das Betätigungsverfahren C als ein repräsentatives Beispiel des Verfahrens beschrieben, in welchem die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition, welches die Endposition des Gewindeschneidens ist, fortgeführt wird.
18 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betriebsverfahrens C am Beispiel der Betätigung 1. Der Pfeil in gestrichelter Linie gibt den in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung der Schwingung an. In dem Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Betätigungsverfahrens C, wie es in 18 durch (1) angegeben ist, veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition fortzuführen, und beendet die Gewindeschneidbewegung an der Endposition mit überlagerter Schwingung. Dann treibt die Antriebseinheit 10 in Erwiderung auf einen Beendigungs-Befehl, welcher der in 18 durch (2) bezeichnete nächste Bewegungsbefehl ist, die X-Achse an, um sich um den Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung zu bewegen, welcher durch Subtraktion des Betrags der überlagerten Schwingung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition von dem Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung des Programmbefehlspfads erhalten wird.
19 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens C am Beispiel der Betätigung 2. Der Pfeil in gestrichelter Linie gibt den in 15 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung der Schwingung an. Wie in 18 veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition fortzuführen, und beendet sie die Gewindeschneidbewegung an der Endposition mit überlagerter Schwingung, wie in 19 durch (1) bezeichnet. Dann treibt die Antriebseinheit 10 in Erwiderung auf einen Beendigungs-Befehl, welcher der in 19 durch (2) bezeichnete nächste Bewegungsbefehl ist, die X-Achse an, sich um den Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung, welcher durch Subtraktion des Betrags der überlagerten Schwingung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition von dem Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung des Programmbefehlspfads gewonnen wird, zu bewegen, bei einer unveränderten Bewegung in die Z-Achsen-Richtung des Programmbefehlspfads.
Als Nächstes wird ein modifiziertes Beispiel des Betätigungsverfahrens C, welches die Schwingung bis zur Gewindeschneidbefehl-Endposition beibehält, beschrieben. In dem modifizierten Beispiel des Betätigungsverfahrens C, wird beispielsweise in Erwiderung auf den Gewindeschneidbefehl in der zweiten Zeile des Bearbeitungsprogramms 432 der 12 und 14 eine Reihe von Betätigungen von Bewegungen zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition und zu der Beendigungs-Bewegung um einen vorgegebenen Beendigungs-Betrag bei einer vorgegebenen Beendigungs-Geschwindigkeit ausgeführt. Wie zuvor angemerkt, können der Beendigungs-Betrag und die Bewegungs-Geschwindigkeit durch Parameter 431 bezeichnet werden, oder sie können zusätzlich zu dem Gewindeschneidbefehl in den Bearbeitungsprogramm 432 angegeben sein.
20 ist eine Darstellung zum Erläutern des modifizierten Beispiels des Betätigungsverfahrens C am Beispiel der Betätigung 1. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung der Schwingung. In dem Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des modifizierten Beispiels des Betätigungsverfahrens C veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition beizubehalten, und die Gewindeschneidbewegung an der Endposition mit der Überlagerung der Schwingung zu beenden, wie es in 20 durch (1) bezeichnet ist. Dann bewegt die Antriebseinheit 10 bei (2) von 20 die Antriebsachse in die X-Achsen-Richtung bis zu einer „Gewinde-Endposition“ gemäß des vorgegebenen Beendigungs-Betrages in die X-Achsen-Richtung. Dabei ist der Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung ein Bewegungsbetrag, der durch Subtrahieren des Betrags der überlagerten Schwingung von dem Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung im Bereich von der Gewindeschneidbefehl-Endposition zu der „Gewinde-Endposition“ erhalten wird. Die Bewegung von der „Gewinde-Endposition“ zu der Befehlsposition des nächsten Blocks wird wie in 20 durch (3) bezeichnet durchgeführt. Man beachte, dass in 20 der Startpunkt der X-Achsen-Bewegungs-Abstand, welcher durch die dritte Zeile in dem Bearbeitungsprogramm 432 von 12 bezeichnet wird, eine Gewindeschneidbefehl-Endposition vor einer Beendigungs-Betätigung und bevor Schwingung überlagert wird, ist.
21 ist eine Darstellung zum Erläutern des modifizierten Beispiels des Betätigungsverfahrens C am Beispiel der Betätigung 2. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 15 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Wie in 21 durch (1) bezeichnet, veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition fortzuführen, und die Gewindeschneidbewegung an der Endposition mit überlagerter Schwingung zu beenden. Dann bewegt die Antriebseinheit 10 bei (2) von 21 die Antriebsachse um den vorgegebenen Beendigungs-Betrag in die X-Achsen-Richtung in die X-Achsen-Richtung bis zu der „Gewinde-Endposition“. Dabei ist der Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung ein Bewegungsbetrag, der durch Subtrahieren des Betrags der überlagerten Schwingung von dem Betrag der Bewegung in die X-Achsen-Richtung im Bereich zwischen der Gewindeschneidbefehl-Endposition und der „Gewinde-Endposition“ erhalten wird. Dann wird die Bewegung von der „Gewinde-Endposition“ bis zu der Befehlsposition des nächsten Blocks wie in 21 durch (3) bezeichnet durchgeführt. Man beachte, dass in 21 der Startpunkt der X-Achsen-und-Z-Achsen-Bewegungsabstände, welche durch die dritte Zeile in dem Bearbeitungsprogramm 432 von 14 angegeben werden, eine Gewindeschneidbefehl-Endposition vor der Beendigungs-Betätigung und vor der Überlagerung von Schwingung ist. Da es im Beispiel der Betätigung 2 in 21 bei (3) eine relative Bewegung in die Z-Achsen-Richtung gibt, kann der Unterschied zwischen der Betätigung von (2) und der Betätigung von (3) im Vergleich zu dem Beispiel der Betätigung 1 von 20 in der Figur leichter erkannt werden.
Bei der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform kann die Schwingung bis zu dem Gewindeende fortgeführt werden, und die Beendigungszeit kann verkürzt werden.
Vierte Ausführungsform
In der vierten Ausführungsform wird das Betätigungsverfahren B als weiteres Beispiel des Verfahrens beschrieben, in welchem die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition, welches die Endposition des Gewindeschneidens ist, andauert.
22 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens B am Beispiel der Betätigung 1. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Das Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Bearbeitungsverfahrens B ist das gleiche wie das des Bearbeitungsverfahrens C dahingehend, dass wie in 22 durch (1) bezeichnet, die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition fortzuführen. Allerdings hebt die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 bei (2) von 22, welches die Z-Achsen-Position der Gewindeschneidbefehl-Endposition ist, nach einem Beenden der Schwingung die überlagerte Schwingung auf und bewegt die X-Achsen-Position einmal zurück zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition. Dies bedeutet, dass die X-Achsen-Position einmal zurück zu dem in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung der Schwingung zurückbewegt wird. Dann wird die Achsenbewegung in die X-Achsen-Richtung ohne Überlagerung von Schwingung gemäß des Beendigungs-Befehls wie in 22 durch (3) bezeichnet durchgeführt.
23 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens B am Beispiel der Betätigung 2. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 15 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. In dem Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Bearbeitungsverfahrens B veranlasst die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10, wie es in 23 durch (1) bezeichnet ist, dazu, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition beizubehalten. Dann hebt die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 bei (2) in 23, welches die Z-Achsen-Position der Gewindeschneidbefehl-Endposition ist, nach der Beendigung des Schwingung die überlagerte Schwingung auf und bewegt die X-Achsen-Position einmal zurück zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition. Dies bedeutet, dass die X-Achsen-Position einmal zu dem Programmbefehlspfad vor der Überlagerung der Schwingung, wie er in 15 dargestellt ist, zurückbewegt wird. Die Achsenbewegung in die X-Achsen-und-Z-Achsen-Richtungen ohne Überlagerung der Schwingung wird anschließend wie in 23 durch (3) bezeichnet gemäß eines Beendigungs-Befehls durchgeführt.
Somit kann die numerisch gesteuerte Vorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform die Schwingung bis zu dem Gewindeende fortführen.
Fünfte Ausführungsform
In der fünften Ausführungsform wird das Betätigungsverfahren D als ein weiteres Beispiel des Verfahrens beschrieben, welches die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition, welches die Endposition des Gewindeschneidens ist, fortführt.
24 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens D am Beispiel der Betätigung 1. Der Pfeil in gestrichelter Linie gibt den in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung an. Das Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Betätigungsverfahrens D, wie es in 24 durch (1) bezeichnet wird, ist insoweit das gleiche wie das Betätigungsverfahren C, als dass die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition fortzuführen. Weiter ist es insoweit das gleiche wie das Betätigungsverfahren C, als dass nach einer Beendigung der Schwingung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition der Betrag der überlagerten Schwingung nicht aufgehoben wird. Jedoch wird, wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehlspfads kleiner als der Betrag der überlagerten Schwingung ist, in Erwiderung auf den Beendigungs-Befehl die X-Achsen-Position an der Position zu dem Zeitpunkt der Beendigung der Schwingung gehalten, wie es in 24 durch (2) bezeichnet ist. Wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehlspfads größer oder gleich dem Betrag der überlagerten Schwingung zum Zeitpunkt der Beendigung der Schwingung ist, wird die in 24 durch (3) bezeichnete Achsenbewegung in die X-Achsen-Richtung entsprechend dem Beendigungs-Befehl durchgeführt.
25 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens D am Beispiel der Betätigung 2. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 15 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Das Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Betätigungsverfahrens D, wie es in 25 durch (1) bezeichnet ist, ist insoweit das gleiche wie das des Betätigungsverfahrens C, als die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition beizubehalten. Weiter ist es insoweit das gleiche wie das Betätigungsverfahren C, als dass nach einer Beendigung der Schwingung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition der Betrag der überlagerten Schwingung nicht aufgehoben wird. Jedoch wird anschließend, wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehlspfads kleiner als der Betrag der überlagerten Schwingung ist, in Erwiderung auf den Beendigungs-Befehl eine Achsenbewegung in die Z-Achsen-Richtung durchgeführt, während die X-Achsen-Position an der Position zu dem Zeitpunkt der Beendigung der Schwingung gehalten wird, wie es in 25 durch (2) bezeichnet ist. Dann wird, wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehlspfads größer als oder gleich dem Betrag der überlagerten Schwingung zum Zeitpunkt der Beendigung der Schwingung ist, eine Achsenbewegung in die X-Achsen-und-Z-Achsen-Richtungen entsprechend dem Beendigungs-Befehl durchgeführt, wie es in 25 durch (3) bezeichnet ist.
Das Betätigungsverfahren D kann in anderen Fällen als dem Fall, in dem die Amplitude der überlagerten Schwingung niedriger als oder gleich dem Abstand der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehls ist, nicht verwendet werden. Mit der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform kann die Schwingung bis zum Gewindeende beibehalten werden.
Sechste Ausführungsform
In der sechsten Ausführungsform wird das Betätigungsverfahren E als ein weiteres Beispiel des Verfahrens beschrieben, in welchem die Schwingung bis zu der Gewindeschneidendposition, welche die Endposition des Gewindeschneidens ist, andauert.
26 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens E am Beispiel der Betätigung 1. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Das Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Betätigungsverfahrens E, wie es in 26 durch (1) bezeichnet ist, ist insoweit gleich wie das des Betätigungsverfahrens C, als die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition beizubehalten. Weiter ist es insoweit das gleiche wie das Betätigungsverfahren C, als dass an der Gewindeschneidbefehl-Endposition der Betrag der überlagerten Schwingung nicht aufgehoben wird. Jedoch wird – anders als beim Betätigungsverfahren C – die Schwingung nicht an der Gewindeschneidbefehl-Endposition beendet; danach wird, wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehls kleiner als der Betrag der überlagerten Schwingung ist, wie es in 26 durch (2) bezeichnet ist, die X-Achsen-Position so bewegt, dass sie dem Betrag des Beendigungs-Befehls mit überlagerter Schwingung entspricht; und wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung an dem Beendigungs-Befehl größer als oder gleich dem Betrag der überlagerten Schwingung ist, wird eine Achsenbewegung in die X-Achsen-Richtung gemäß des Beendigungs-Befehls durchgeführt, wie es in 26 durch (3) bezeichnet ist. Die Betätigung der Bewegung der X-Achsen-Position, so dass diese den Betrag der überlagerten Schwingung, wie es in 26 durch (2) bezeichnet wird, annimmt, und die Betätigung der Bewegung entsprechend dem Beendigungs-Befehl, wie er in 26 durch (3) bezeichnet wird, können sich abwechseln, aber es ist in 26 schwierig, beide Bewegungen zu unterscheiden, da es keine Bewegung in die Z-Achsen-Richtung gibt, und somit beide eine Bewegung in die X-Achsen-Richtung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition sind. Die Wege der Betätigungen von (2) und (3) in 26 sind genauer in der Darstellung zum Erläutern am Beispiel der Betätigung 2, welche als Folgendes beschrieben wird, und welche eine Bewegung in die Z-Achsen-Richtung aufweist, gezeigt.
27 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens E am Beispiel der Betätigung 2. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 15 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Das Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Betätigungsverfahrens E, wie es in 27 durch (1) bezeichnet ist, ist insoweit das gleiche wie das des Betätigungsverfahrens C, als die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition beizubehalten. Weiter ist es insoweit das gleiche wie das des Betätigungsverfahrens C, als dass an der Gewindeschneidbefehl-Endposition der Betrag der überlagerten Schwingung nicht aufgehoben wird. Jedoch wird, anders als bei dem Betätigungsverfahren C, die Schwingung nicht an der Gewindeschneidbefehl-Endposition beendet; nach dem Beendigungs-Befehl wird anschließend, wie es in 27 durch (2) bezeichnet ist, wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehlspfads kleiner als der Betrag der überlagerten Schwingung ist, die X-Achsen-Position so bewegt, dass sie zu dem Betrag der überlagerten Schwingung wird, während eine Achsenbewegung in die Z-Achsen-Richtung durchgeführt wird; und wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehls größer als oder gleich dem Betrag der überlagerten Schwingung ist, wird eine Achsenbewegung in die X-Achsen-Richtung entsprechend dem Beendigungs-Befehl durchgeführt, wie es in 27 durch (3) bezeichnet ist. Die Bewegungsbetätigungen von (2) und (3) in 27 wechseln sich wie vorstehend beschrieben ab, und die Betätigungen, die durch Projektion dieser Betätigungen auf die X-Achse erhalten werden, sind die von (2) und (3) in 26.
Das Betätigungsverfahren E kann in anderen Fällen als im Fall, in welchem die Amplitude der überlagerten Schwingung kleiner gleich dem Abstand der X-Achsen-Bewegung ist, wie sie durch den Beendigungs-Befehl angegeben wird, nicht verwendet werden. Mit der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform kann die Schwingung bis zu dem Gewindeende beibehalten werden.
Siebte Ausführungsform
In der siebten Ausführungsform wird das Betätigungsverfahren F als ein weiteres Beispiel eines Verfahrens beschrieben, in welchem die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition, welche die Endposition des Gewindeschneidens ist, andauert.
28 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahren F am Beispiel der Betätigung 1. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 13 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Das Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Bearbeitungsverfahrens F, wie es in 28 durch (1) bezeichnet ist, ist insoweit das gleiche wie das des Bearbeitungsverfahrens C, als die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition beizubehalten. Weiter ist es insoweit das gleiche wie das des Betätigungsverfahren C, als der Betrag der überlagerten Schwingung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition nicht aufgehoben wird. Anders als in dem Betätigungsverfahren C wird die Schwingung jedoch nicht an der Gewindeschneidbefehl-Endposition beendet; wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehls kleiner als der Betrag der überlagerten Schwingung ist, wird anschließend, wie es in 28 durch (2) bezeichnet wird, die X-Achsen-Position so bewegt, dass sie dem Betrag des mit Schwingung überlagerten Beendigungs-Befehls entspricht. Anschließend wird hingegen, wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehls größer als oder gleich dem Betrag der überlagerten Schwingung wird, die Schwingung beendet, und die in 28 durch (3) bezeichnete Achsen-Bewegung in die X-Achsen-Richtung gemäß des Beendigungs-Befehls durchgeführt. Anders als bei dem Betätigungsverfahren E wird die Schwingung nach einem Beginn der Achsenbewegung in die X-Achsen-Richtung gemäß des Beendigungs-Befehls, wie er in 28 durch (3) bezeichnet ist, nicht durchgeführt. Sowohl die Betätigung der Bewegung der X-Achsen-Position, um dem Betrag der überlagerten Schwingung zu entsprechen, die in 28 durch (2) bezeichnet ist, als auch die Betätigung der Bewegung entsprechend dem Beendigungs-Befehl, wie sie in 28 durch (3) bezeichnet ist, sind Bewegungen entlang der X-Achsen-Richtung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition, da es 28 keine Bewegung in die Z-Achsen-Richtung gibt.
29 ist eine Darstellung zum Erläutern des Betätigungsverfahrens F am Beispiel der Betätigung 2. Der Pfeil in gestrichelter Linie bezeichnet den in 15 dargestellten Programmbefehlspfad vor der Überlagerung von Schwingung. Das Gewindeschneiden mit niederfrequenter Schwingung des Betätigungsverfahrens F, wie es in 29 durch (1) bezeichnet ist, ist insoweit das gleiche wie das des Betätigungsverfahrens C, als die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit 484 die Antriebseinheit 10 dazu veranlasst, die Schwingung bis zu der Gewindeschneidbefehl-Endposition beizubehalten. Weiter ist es insoweit das gleiche wie das des Betätigungsverfahren C, als dass der Betrag der überlagerten Schwingung an der Gewindeschneidbefehl-Endposition nicht aufgehoben wird. Jedoch wird – anders als bei dem Betätigungsverfahren C – die Schwingung nicht an der Gewindeschneidbefehl-Endposition beendet; anschließend wird, während des Durchführens eine Achsenbewegung in die Z-Achsen-Richtung, wenn der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehls kleiner als der Betrag der überlagerten Schwingung ist, die X-Achsen-Position, wie in 29 durch (2) bezeichnet, so bewegt, dass sie dem Betrag der überlagerten Schwingung entspricht. Wenn hingegen der Betrag der X-Achsen-Bewegung des Beendigungs-Befehls größer als oder gleich dem Betrag der überlagerten Schwingung wird, wird die Schwingung beendet, und eine Achsenbewegung wird in die X-Achsen-Richtung gemäß des Beendigungs-Befehls durchgeführt, während eine Achsen-Bewegung in die Z-Achsen-Richtung durchgeführt wird, wie es in 29 durch (3) bezeichnet ist. Anders als bei dem Betätigungsverfahren E wird nach einem Beginn der Achsenbewegung in die X-Achsen-Richtung gemäß des Beendigungs-Befehls, wie es in 29 durch (3) bezeichnet ist, keine Schwingung durchgeführt. Die durch Projektion der Betätigungen von (2) und (3) in 29 auf die X-Achse erhaltenen Betätigungen sind die von (2) und (3) von 28.
Das Betätigungsverfahren F kann in anderen Fällen als dem Fall, in welchem die Amplitude der überlagerten Schwingung kleiner oder gleich dem Abstand der X-Achsen-Bewegung, welcher durch den Beendigungs-Befehl angegeben wird, ist, nicht verwendet werden. Mit der numerisch gesteuerten Vorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform kann die Schwingung bis zu dem Gewindeende beibehalten werden.
Die in den vorstehenden Ausführungsformen dargestellten Konfigurationen zeigen Beispiele des Inhalts der vorliegenden Erfindung und können mit anderen öffentlich bekannten Techniken kombiniert werden, und Teile der Konfiguration können weggelassen oder geändert werden, ohne von dem Geist der Erfindungen abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Numerisch gesteuerte Vorrichtung
10: Antriebseinheit
11: Servomotor
12, 15: Detektor
13: Servo-Steuereinheit
13X: X-Achsen-Servo-Steuereinheit
13Z: Z-Achsen-Servo-Steuereinheit
14: Hauptwellenmotor
16: Hauptwellen-Steuereinheit
20: Eingabeeinheit
30: Anzeigeeinheit
40: arithmetische Steuereinheit
41: Eingabe-Steuereinheit
42: Dateneinstelleinheit
43: Speichereinheit
44: Bildschirm-Verarbeitungseinheit
45: Analyse-Verarbeitungseinheit
46: Maschinensteuersignal-Verarbeitungseinheit
47: SPS-Schaltung
48: Interpolations-Verarbeitungseinheit
49: Beschleunigungs-/Verzögerungs-Verarbeitungseinheit
50: Achsendaten-Ausgabeeinheit
61: bearbeitetes Objekt
62: Werkzeug
65: Schrauben-Entlastungsrille
431: Parameter
432: Bearbeitungsprogramm
433: Bildschirmanzeigendaten
434: gemeinsamer Bereich
451: Bewegungsbefehl-Erzeugungseinheit
452: Schwingungsbefehl-Analyseeinheit
481: Bewegungsbefehlsbetrag-Berechnungseinheit
482: Schwingungsbewegungsbetrag-Berechnungseinheit
483: Bewegungsbetrag-Überlagerungseinheit
484: Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit

Claims

Numerisch gesteuerte Vorrichtung, welche ein Schneidwerkzeug und ein bearbeitetes Objekt relativ zueinander bewegt, um an dem bearbeiteten Objekt ein Gewindeschneiden durchzuführen, aufweisend: eine Antriebseinheit zum steuern einer Hauptwelle, um das bearbeitete Objekt zu rotieren, einer ersten Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug relativ zu dem bearbeiteten Objekt entlang einer Richtung, die senkrecht zu einer Gewinderichtung eines durch Schneiden zu formenden Gewindes ist, führend zu bewegen, und einer zweiten Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug entlang der Gewinderichtung relativ zu dem zu bearbeitenden Objekt führend zu bewegen; ein Schwingungsmittel, um Schwingung, welche eine Zurück- und Vorwärts-Führungsbewegung ist, auf eine Bewegung der ersten Antriebsachse zu überlagern; und eine Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit, um die Antriebseinheit dazu zu veranlassen, die Schwingung zu beenden, bevor eine verbleibender Abstand in Gewinderichtung, welcher der Betrag der Bewegung ist, die für die zweite Antriebsachse erforderlich ist, um die Endposition des Gewindeschneidens zu erreichen, null wird, während das Gewindeschneiden fortgesetzt wird.
Numerisch gesteuerte Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit die Antriebseinheit dazu veranlasst, die Schwingung zu einem Zeitpunkt zu beenden, in dem der Betrag der auf einen Abstand in einer Richtung senkrecht zur Gewinderichtung überlagerten Schwingung aufgrund der Schwingung null ist, falls die für eine Bewegung über den verbleibenden Abstand in Gewinderichtung benötigte Zeit kleiner als die Periodendauer der Schwingung ist.
Numerisch gesteuerte Vorrichtung, welche ein Schneidwerkzeug und ein bearbeitetes Objekt relativ zueinander bewegt, um an dem bearbeiteten Objekt Gewindeschneiden durchzuführen, aufweisend: eine Antriebseinheit zum Steuern einer Hauptwelle, um das bearbeitete Objekt zu rotieren, einer ersten Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug relativ zu dem bearbeiteten Objekt entlang einer Richtung führend zu bewegen, die senkrecht zu einer Gewinderichtung des durch Schneiden zu formenden Gewindes ist, und einer zweiten Antriebsachse, um das Schneidwerkzeug entlang der Gewinderichtung relativ zu dem zu bearbeitenden Objekt führend zu bewegen; Schwingungsmittel um Schwingung, welche eine Zurück- und Vorwärts-Führungsbewegung ist, auf eine Bewegung der ersten Antriebsachse zu überlagern; und eine Gewindeschneidabschluss-Schwingungs-Anpasseinheit, um die Antriebseinheit dazu zu veranlassen, die Schwingung aufrecht zu erhalten, bis ein verbleibender Abstand in Gewinderichtung, welcher der für die zweite Antriebsachse erforderliche Betrag an Bewegung ist, um die Endposition des Gewindeschneidens zu erreichen, null wird.
Numerisch gesteuerte Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei in Erwiderung auf einen nachfolgenden Bewegungsbefehl in der Richtung senkrecht zu der Gewinderichtung ein Bewegungsbetrag, der durch Subtrahieren des Betrags der an der Endposition des Gewindeschneidens überlagerten Schwingung von dem Betrag der Bewegung in eine Richtung senkrecht zu der Gewinderichtung erhalten wird, welche durch einen dem Gewindeschneiden nachfolgenden Bewegungsbefehl angegeben wird, als ein Bewegungsbetrag festgesetzt wird.
Numerisch gesteuerte Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Vorrichtung, nach Beendigung der Schwingung an der Endposition des gemäß eines Gewindeschneidbefehls in einem Bearbeitungsprogramm durchgeführten Gewindeschneidens das Schneidwerkzeug relativ zu dem bearbeiteten Objekt in eine Richtung senkrecht zu der Gewinderichtung in eine „Gewinde-Endposition“ bewegt, und einen Bewegungsbetrag, der durch Subtrahieren des Abstands in Richtung senkrecht zu der Gewinderichtung zwischen der Endposition des Gewindeschneidens und der „Gewinde-Endposition“ von dem Bewegungsbetrag in Richtung senkrecht zu der Gewinderichtung erhalten wird, welcher durch einen dem Gewindeschneiden nachfolgenden Bewegungsbefehl angegeben wird, als den Bewegungsbetrag in Erwiderung auf den nachfolgenden Bewegungsbefehl in Richtung senkrecht zu der Gewinderichtung festsetzt.